CN109935893A - 固态电解质膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固态电解质膜，它由带状无纺布和聚合物固态电解质复合而成。所述无纺布表面涂覆聚合物固态电解质。本发明的技术核心是正确选用无纺布为聚合物固态电解质的骨架，充分利用无纺布纤维组织来弥补相配的聚合物固态电解质强度不足问题，同时提高了其热稳定性。再加上无纺布上涂覆的聚合物固态电解质容易填充到无纺布的孔隙中，因此消除了固态电解质膜的空隙，从而显著提高了固态电解质膜的离子电导率。本发明应用的无纺布是带状产品，盘绕形式便于实现卷对卷生产模式，此模式大大提高生产效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于电化学电池技术领域，具体地讲，本发明涉及一种电解质膜，特别是一种固态电解质膜。
背景技术
随着时代的进步，传统的液态类电池、胶态类电池因能量密度和安全性相对较差，已不能满足一些行业的特殊装备配套要求。固态电池属于一种新型电池，它具有很好的安全性和高能量密度，从理论上讲固态电池完全适合所有行业的装备配套。由于固态电池现处于研发阶段，技术方案不够完善，本行业需要继续探索和研究。目前，制约固态电池发展的因素主要有两方面。首先要解决固固界面问题，因固固界面无润湿性，固体电解质与电极界面之间难以充分接触，此状态自然制约组分相互扩散及反应效率，而且易产生空间电荷层等现象，导致电池内阻急剧增加使循环性能变差。再一个待解决的问题是所用固态电解质的离子电导率总体偏低，导致制成的固态电池倍率性能达不到预期。针对上述问题，近几年来本行业在此方面做了多项有效的研究，重点解决固态电解质的致密度、表面平整度和力学强度较差等问题。中国发明专利公告号CN106654362A公开了一种复合固态电解质膜制备方法及锂离子电池，该技术方案的核心内容是在多孔的支撑材料两平面上涂覆复合胶层，所述胶层是电解质层。该研发成果较好的解决了固态电解质膜的柔韧性和机械强度。但是，该技术方案中的电解质不能完全进入多孔支撑材料的孔中，空隙处仍会阻碍锂离子传输。另外，部分电解质进入多孔支撑材料的孔隙后，表面会形成内凹陷，制成电池后与电极界面上仍存在空隙，同样会降低固固界面接触质量。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种工艺先进、结构合理、力学性能好、组织致密、界面平整性好且便于批量生产的固态电解质膜。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
固态电解质膜，它由带状无纺布和聚合物固态电解质复合而成；所述无纺布表面涂覆聚合物固态电解质。
作为进一步改进方案，所述无纺布材质为PP或PET或P1，其厚度为15～100微米，孔隙率60～80%，等效孔径70～500微米。
作为进一步改进方案，所述固态电解质由聚合物和无机氧化物电解质混合组成。
作为进一步改进方案，所述聚合物固态电解质由聚氧化乙烯和无机氧化物电解质混合组成。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、选用无纺布作为固态电解质的骨架，充分利用无纺布纤维组织来弥补相配的聚合物固态电解质强度不足问题，同时提高了其热稳定性。
2、无纺布上涂覆的聚合物固态电解质容易填充到无纺布的孔隙中，因此消除了固态电解质膜内部的空隙，从而显著提高了固态电解质膜的离子电导率。
3、以带状无纺布为骨架生产固态电解质膜，盘绕形式便于实现卷对卷生产模式，有利于降低生产成本。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明。
本发明所述的固态电解质膜由带状无纺布和聚合物固态电解质复合而成。该复合结构以无纺布为骨架，即在无纺布表面涂覆聚合物固态电解质而成。所述聚合物固态电解质由聚合物和无机氧化物电解质混合组成。本实施例中聚合物固态电解质由聚氧化乙烯和无机氧化物电解质混合组成。各实施例选用的无纺布具体参数详见下表。
实施例无纺布配置表
取用上述各实施例制成的固态电解质膜装配成品电池后，经性能检测证明均达到预期技术效果，特别是实施例2和例3综合性能更优。本发明的技术核心是正确选用无纺布为聚合物固态电解质的骨架，充分利用无纺布纤维组织来弥补相配的聚合物固态电解质强度不足问题，同时提高了其热稳定性。再加上无纺布上涂覆的聚合物固态电解质容易填充到无纺布的孔隙中，因此消除了固态电解质膜的空隙，从而显著提高了固态电解质膜的离子电导率。本发明应用的无纺布是带状产品，盘绕形式便于实现卷对卷生产模式，此模式大大提高生产效率，降低生产成本。
Claims (4)
1.一种固态电解质膜，其特征在于：它由带状无纺布和聚合物固态电解质复合而成；所述无纺布表面涂覆聚合物固态电解质。
2.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于：所述无纺布材质为PP或PET或P1，其厚度为15～100微米，孔隙率60～80%，等效孔径70～500微米。
3.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于：所述固态电解质由聚合物和无机氧化物电解质混合组成。
4.根据权利要求1或3所述的固态电解质膜，其特征在于：所述聚合物固态电解质由聚氧化乙烯和无机氧化物电解质混合组成。
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| CN201811344405.1A CN109935893A (zh) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | 固态电解质膜 |
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| CN201811344405.1A CN109935893A (zh) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | 固态电解质膜 |
Publications (1)
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| CN109935893A true CN109935893A (zh) | 2019-06-25 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN109935893A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111463480A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-28 | 东华大学 | 一种滤膜基高性能复合固态电解质薄膜及其制备方法和应用 |
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2018
- 2018-11-13 CN CN201811344405.1A patent/CN109935893A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111463480A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-28 | 东华大学 | 一种滤膜基高性能复合固态电解质薄膜及其制备方法和应用 |
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